MINEROLOGIA

Los minerales son componentes naturales y materialmente individuales de la corteza terrestre rígida. Científicamente se les clasifica con base en su composición química y el tipo de estructura cristalina (tabla).Recuperación: Definición de Mineral
1. Elementos nativos
Elementos nativos son los elementos que aparecen sin combinarse con los átomos de otros elementos como por ejemplo oro (Au), plata (Ag), cobre (Cu), azufre (S), diamante (C).
Aparte de la clase de los elementos nativos los minerales se clasifican de acuerdo con el carácter del ion negativo (anión) o grupo de los aniones, los cuales están combinados con iones positivos. Fotos: Oro (Au) / Cobre (Cu) / Azufre (S)
2. Sulfuros incluido compuestos de selenio (Selenide), arsenurios (Arsenide), telururos (Telluride), antimoniuros (Antimonide) y compuestos de bismuto (Bismutide). Los sulfuros se distinguen con base en su proporción metal:azufre según el proposito de STRUNZ (1957, 1978). Ejemplos son galena PbS, esfalerita ZnS, pirita FeS2, calcopirita CuFeS2, argentita Ag2S, Löllingit FeAs2.Fotos: pirita FeS2 / Bornita Cu5FeS4 / Tetraedrita Cu3SbS3,25 / Cinabrio HgS / Molibdenita MoS2 / Realgar As4S4
3. Haluros Los aniones característicos son los halógenos F, Cl, Br, J, los cuales están combinados con cationes relativamente grandes de poca valencia, por ejemplo halita NaCl, silvinita KCl, fluorita CaF2. Fotos: halita NaCl, / Atacamita Cu2(OH)3Cl
4. Óxidos y Hidróxidos Los oxidos son compuestos de metales con oxígeno como anión. Por ejemplo cuprita Cu2O, corindón Al2O3, hematita Fe2O3, cuarzo SiO2, rutilo TiO2, magnetita Fe3O4. Los hidroxidos están caracterizados por iones de hidroxido (OH-) o moleculas de H2O-, p.ej. limonita FeOOH: goethita *-FeOOH, lepidocrocita *-FeOOH.Fotos: cuarzo / Amatista / Ágata / magnetita Fe3O4./ Pirolusita MnO2
5. Carbonatos El anión es el radical carbonato (CO3)2-, por ejemplo calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, malaquita Cu2[(OH)2/CO3]. Más de carbonatos Fotos: calcita CaCO3 / Aragonita / dolomita CaMg(CO3)2 / malaquita Cu2 [(OH)2/CO3] / Azurita Cu3[(OH/CO3]2
6. Sulfatos, Wolframatos, Molibdatos y Cromatos En los sulfatos el anión es el grupo (SO4)2- en el cual el azufre tiene una valencia 6+, p.ej. en la barita BaSO4, en el yeso CaSO4*2H2O. En los wolframatos el anión es el grupo wolframato (WO4)4-, p.ej. scheelita o bien esquilita CaWO4.Fotos: Yeso (CaSO4 x H2O) / Baritina (BaSO4) / Chalcantita / Antlerita Cu3 [(OH)4 │SO4
7. Fosfatos, Arseniatos y Vanadatos En los fosfatos el complejo aniónico (PO4)3- es el complejo principal, como en el apatito Ca5[(F, Cl, OH)/PO4)3]los arseniatos contienen (AsO4)3- y los vanadatos contienen (VO4)3- como complejo aniónico.

8. Silicatos (fotos>>)Es el grupo más abundante de los minerales formadores de rocas donde el anión está formado por grupos silicatos del tipo (SiO4)4-.
8.1 La estructura de los silicatos Más del 90% de los minerales que forman las rocas son silicatos, compuestos de silicio y oxígeno y uno o más iones metálicos. Los principios estructurales de los silicatos son los siguientes: a) Cada uno de los silicatos tiene como compuesto básico un ion complejo de forma tetraédrica. Este tetraedro consiste en una combinación de un ion de silicio con un radio de 0.42Å, rodeado por 4 iones de oxígeno con un radio de 1.32Å tan estrechamente como es posible geométricamente. Los iones de oxígeno se encuentran en las esquinas del tetraedro y aportan al tetraedro una carga eléctrica de -8 y el ion de silicio contribuye con +4. Así , el tetraedro puede considerarse como un anion complejo con una carga neta de -4. Su símbolo es [SiO4]4-. Se lo conoce como anión silicato.
b) La unidad básica de la estructura de los silicatos es el tetraedro de [SiO4]4-. Se distinguen algunos pocos tipos estructurales de los silicatos: los neso-, soro-, ciclo-, ino y tectosilicatos.
c) El catión Al3+ puede ser rodeado por 4 o 6 átomos de oxígeno (cifra de coordenación de 4 o 6) y tiene un diámetro iónico muy similar a Si4+ (Si4+: 0.42Å, Al3+: 0.51Å). Por esto reemplaza al Si4+ en el centro del tetraedro por ejemplo en la moscovita KAl[6]2[(OH)2/Si3Al[4]O11] o se ubica en el centro de un octaedro como los cationes Mg2+ o Fe2+ por ejemplo en el piroxeno de sodio Jadeita NaAl[6]Si2O6.
8.2 Tipos de estructuras de silicatos -Silicatos formados de tetraedros independientes, que alternan con iones metálicos positivos como p.ej. en el olivino. Además el oxígeno del anión silicato [SiO4]4- simultáneamente puede pertenecer a 2 diferentes tetraedros de [SiO4]4-. De tal manera se forman aparte de los tetraedros independientes otras unidades tetraédricas. - Sorosilicatos formados de paras de tetraedros: [Si2O7], por ejemplo epidota. - Ciclosilicatos formados por anillos de tetraedros de [SiO4]4-: [Si3O9]6-, [Si4O12]8-, [Si6O18]12-, p.ej. berilo Be3Al2[Si6O18]. - Inosilicatos formados por cadenas simples o cadenas dobles de tetraedros de [SiO4]4-: por cadenas simples por ejemplo piroxenos por cadenas dobles por ejemplo anfíboles. - Filosilicatos formados por placas de tetraedros de [SiO4]4- por ejemplo caolinita, talco. - Silicatos con estructuras tetraédricas tridimensionales, por ejemplo feldespatos y los feldespatoides.
véase Cuarzo (grupo de SiO2)
Clasificación con base en las propiedades externas de los minerales
Para los minerales que más abundan en las rocas puede aplicar la clasificación siguiente la que se basa en las propiedades externas de los minerales. En esta clasificación se distingue: Los componentes claros los más comunes son cuarzo, los aluminosilicatos de potasio, sodio y calcio como el feldespato potásico y las plagioclasas, los feldespatoides y moscovita. Otros minerales claros importantes formadores de rocas son calcita CaCO3, dolomita CaMg(CO3)2, yeso CaSO4*2H2O, anhidrita CaSO4, apatito, zoisita, cordierita, talco, zeolita, los minerales arcillosos como por ejemplo montmorilonita y caolinita y la mica illita. Los minerales arcillosos y illita son de extraordinaria importancia en el campo sedimentario y sobre todo en la formación del suelo. Los componentes oscuros los más comunes son los silicatos de hierro y magnesio (máficos) como olivino, piroxeno, anfíbol, biotita, clorita. Los minerales típicos de las paragenesis metamórficas son los granates y los silicatos de aluminio andalucita, sillimanita distena (cianita).









2. Los Feldespatos
Los feldespatos son los minerales más abundantes de la corteza terrestre y participan en ella con más de 60% de volumen, en detalle las plagioclasas ocupan 41% de volumen, los feldespatos alcalinos ocupan 21% de volumen. Los feldespatos forman un grupo de 3 componentes, las cuales son: feldespato potásico KAlSi3O8, albita NaAlSi3O8, anortita CaAl2Si2O8. Los minerales mixtos con una composición entre el feldespato potásico y la albita se denominan feldespatos alcalinos, los minerales mixtos de composición entre albita y anortita forman el grupo de las plagioclasas. Las relaciones entre ellos se presentan en el sistema ternario de los feldespatos. En los extremos de este triangulo están expresados las formulas cristaloquímicas de las tres componentes. Todas las mezclas entre estas tres componentes se encuentran en un punto determinado dentro del triángulo. Las plagioclasas tienen distintas denominaciones según su composición química o es decir según su contenido en la componente Albita (Ab) y en la componente Anortita (An): Sistema ternario de los Feldespatos: Anortita-Albita-Feldespato potásico:

Tipo de plagioclasa
Albita (Ab) en %
Anortita en %
Albita
100 - 90
0 - 10
Oligoclasa
90 - 70
10 - 30
Andesina
70 - 50
30 - 50
Labradorita
50 - 30
50 - 70
Bytownita
30 - 10
70 - 90
Anortita
10 - 0
90 - 100
2.1. Formación de los feldespatos Entre los tres componentes la capacidad de mezclarse no es completa. Entre la anortita y el feldespato potásico se ubica la llamativa zona de desmezcla. Una composición que se sitúe en este campo no forma ningún cristal feldespático homogéneo, sino que da lugar a dos cristales de composición diferente de los cuales uno es rico en feldespato potásico y el otro es rico en plagioclasa. De este modo es posible y en muchos tipos de rocas habitual que se presenten dos feldespatos diferentes el uno al lado del otro como en un granito un feldespato alcalino al lado de una oligoclasa. La zona de desmezcla cambia cuando varían las condiciones físicas y químicas y se amplia considerablemente al enfriar el magma. De este modo se modifica drásticamente el campo de los cristales mixtos. Con temperaturas altas (T>900ºC) típicas para un magma con cristalización inicial la zona de los cristales mixtos es grande (véase triángulo). Si durante la cristalización del magma la temperatura desciende poco a poco, la zona de desmezcla se aumenta cada vez más. Con una temperatura muy baja (T<600ºC) se forman solamente feldespatos de estas composiciones. Si el enfriamiento se ha producido tan lentamente que los átomos de potasio y sodio han podido ordenarse nuevamente en la red cristalina de los feldespatos, dos distintos tipos de cristales se formarían en el cristal originario: un cristal rico en feldespato potásico, cuya composición correspondería aproximadamente al punto K del diagrama triangular y un otro cristal rico en albita, cuya composición correspondería aproximadamente al punto A en el triángulo. El cristal mixto originariamente homogéneo se ha disgregado. Estas estructuras disgregadas son muy típicas por su apariencia, normalmente forman venas finas o husos. Pertita se llama un cristal rico en la componente albita, que lleva venas o husos ricos en feldespato potásico. Antipertita se denomina un cristal rico en feldespato potásico con venas y husos ricos en albita. Los procesos de exsolución se basan en la difusión de potasio, sodio y calcio en la red cristalina y requieren bastante tiempo. La serie de plagioclasas no está afectada gravemente por un descenso en la temperatura. Los cristales mixtos de la serie de plagioclasas se forman a temperaturas elevadas y bajas.

2.2 Propiedades de los feldespatos alcalinos (Fotos en el recorrido Mineralógico)
2.2.1 Los feldespatos potásicos (Feldespato potásico: KAlSi3O8) Los feldespatos potásicos cristalizan en 2 sistemas cristalinos diferentes según el grado de orden de su estructura atómica. Sanidina es el cristal más desordenado y por esto más simétrico, es de simetría monoclínica y se forma a temperaturas relativamente altas. Los cristales de sanidina son delgados y tabulares. Sanidina a menudo se encuentra como fenocristales en rocas volcánicas y sus tobas. Microclina es el mineral de estructura atómica más ordenada, es de simetría triclínica y se forma a temperaturas más bajas. Con el micropolariscopio se puede identificar la microclina a través de su sistema laminar y enrejado o reticular. Ortoclasa se refiere a un estado intermedio entre ambos estados de orden, es de simetría monoclínica. Los cristales de ortoclasa son gruesos, tabulares o cortos prismáticos, a menudo son maclados según la ley de Karlsbad. La ortoclasa se encuentra a menudo en plutónicas ácidas. La densidad de los feldespatos alcalinos varía entre 2,5 y 2,6g/cm3.
2.2.2 Albita NaAlSi3O8, Ab100-90An0-10 Sistema triclínico. Morfología: habito tabular. Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'. Dureza: 6 a 6,5 según Mohs. Brillo: vítreo. Densidad: 2,62g/cm3. Color: blanco, blanco gris, verde, azul, rojizo. Maclas polisintéticas, raramente maclas simples. En magmatitas ácidas a intermedias como granitos, riolitas, dioritas. En pegmatitas como cristales gruesos. En rocas magmáticas y sus pegmatitas. En rocas metamórficas de grado bajo. En areniscas la albita puede formarse después de la sedimentación (formación autígena).
2.3 Propiedades de las plagioclasas Tecto- y alumosilicatos Sistema cristalino: triclínico. Morfología: hábito tabular o tabular prismático. Exfoliación: ángulos de exfoliación entre 85º50' y 86º24' con respecto a los planos (001) y (010). Densidad: albita 2,62g/cm3, anortita 2,76g/cm3. Frecuentemente forman maclas polisintéticas (según las leyes de albita y/o de periclina).
>>Foto Plagioclasa véase: Recorrido Mineralógico
Albita NaAlSi3O8, Ab100-90An0-10 (véase Feldespatos alcalinos)
Oligoclasa Ab90-70An10-30 Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita. Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'. Brillo: vítreo. Densidad: 2,64g/cm3. Color: blanco, gris. Una variedad roja se debe a impurezas finas de hematita. En magmatitas claras. En rocas metamórficas de grado bajo hasta medio.
Andesina Ab70-50An30-50 Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita. Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'. Brillo: vítreo. Densidad: 2,67g/cm3. Color: blanco, gris. En rocas magmáticas ácidas e intermedias. En rocas metamórficas de grado medio.
Labradorita Ab50-30An50-70 Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita. Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'. Brillo: vítreo. Densidad: 2,70g/cm3. Color: blanco a oscuro. En planos de exfoliación frecuentemente tonos brillantes en azul y verde. En magmatitas básicas e intermedias.
Bytownita Ab30-10An70-90 Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita. Exfoliación buena, los planos (001) y (010) forman ángulos entre 85º50' y 86º24'. Brillo: vítreo. Densidad: 2,73g/cm3. Color: blanco, gris. En rocas magmáticas básicas.
Anortita Ab10-0An90-100 Dureza: 6 a 6,5 según Mohs, como la albita. Exfoliación: buena entre (001) y (010). Brillo: vítreo Densidad: 2,76g/cm3. Color: blanco, gris. Maclas de albita. En rocas magmáticas básicas como gabros, asociada con piroxeno y/o anfíbol. Rara vez en rocas metamórficas.








1 Los minerales del suelo
1.6 Interés del estudio de la mineralogía del suelo
La determinación de la mineralogía de los suelos ha sido aplicada en los estudios edáficos tanto para tratar de esclarecer la formación de los suelos como desde un punto de vista aplicado a la utilización del suelo.
1.6.1 Estudios genéticos
a) Mineralogía de las arenas
En las arenas predominan los minerales heredados (más o menos transformados del material original). Estos minerales han sido de utilidad en estudios de génesis de suelos en relación a las siguientes directrices:
Ampliación de los conocimientos de la roca madre. Por ejemplo, granos poliminerales conservando la mineralogía y la microestructura de la roca, granos monominerales indicadores de un determinado origen petrológico, granos minerales que encontrándose en la roca madre pasan desapercibidos por presentarse en escasísimas proporciones y que pueden ser fácilmente estudiados en las arenas al concentrarse en esta fracción del suelo.
Discontinuidades litológicas y paleosuelos enterrados. Las relaciones genéticas entre el substrato geológico y el suelo sobreyacente, así como las relaciones entre los horizontes del suelo, puede ser puesta de manifiesto por la mineralogía de esta fracción.
Procedencia de los minerales y naturaleza de las alteraciones. Para comprender la génesis del suelo es importante delimitar qué minerales son heredados de la roca madre y qué minerales son de origen edáfico. Igualmente es de interés conocer el grado de alteración de los minerales, así como la naturaleza de la alteración que presentan.
Grado de evolución del suelo e índices de alteración de los horizontes. La presencia de determinados minerales en la fracción arena y sus alteraciones pueden contribuir a evaluar la intensidad de la edafización. La comparación entre los valores de las razones de minerales inestables y estables ha sido de eficaz ayuda para establecer índices de alteración entre los distintos horizontes de los suelos.
b) Mineralogía de las arcillas
En la mineralogía de las arcillas predomina, normalmente, los minerales transformados y neoformados. Cada uno de estos minerales se forma bajo determinadas condiciones edáficas (humedad, drenaje, pH, redox, ...), las cuales pueden ser puestas de manifiesto por la sola presencia del mineral.
1.6.2 Fertilidad
a) Mineralogía de las arcillas. Las arcillas representan la fase activa químicamente (reaccionan fácilmente con el medio y con las raíces de las plantas) y por tanto representan (junto a la materia orgánica) a la fertilidad presente o actual de un suelo.
b) Mineralogía de las arenas. Los minerales de las arenas constituyen una fracción estable que solo se altera muy lentamente. A pesar de representar un material bastante inerte, poco activo químicamente, se consideran de gran interés desde el punto de vista de la utilización agrícola. Esto es debido a que los minerales de las arenas al alterarse lentamente representan la fertilidad futura del suelo. Por ello la determinación de la mineralogía de las arenas constituye una eficaz medida de las reservas naturales de los suelos.
Cualquier planificación del uso de los suelos de una determinada región debería ir acompañado de un estudio mineralógico de las arenas. De esta manera se podrá determinar qué tipos de suelos se deben de preservar (independientemente de que su fertilidad actual) para que no vayan a quedar agotados en un futuro próximo.
En la siguiente tabla relacionamos a los minerales de las arenas desde el punto de vista de las posibilidades de aporte de nutrientes al suelo. Los minerales más interesantes serán aquellos que presenten unos determinados nutrientes en sus estructuras y que presenten una velocidad de alteración alta a media (por ejemplo, los piroxenos y los anfíboles). En el otro extremo tenemos al cuarzo como ejemplo representativo de mineral muy estable y además con una composición química que carece de interés desde el punto de vista nutritivo.
ELEMENTO NUTRIENTE*
MINERAL
VELOCIDAD DE ALTERACION
K
Feldespato potásico
baja
K
Moscovita
baja
K
Biotita
media
Ca/Mg
Plagioclasas
media / alta
Ca/Mg
Anfíboles
alta
Ca/Mg
Piroxenos
muy alta
Ca/Mg
Serpentinas
media
Ca/Mg
Cloritas
baja
Ca/Mg
Carbonatos
muy alta
P
Apatito
muy alta
Fe
Oxidos e hidróxidos
variable
Mn
Oxidos e hidróxidos
variable
Bo
Turmalina
muy baja
* Elementos principales en la composición del mineral.












Mineral: BENTONITA (Montmorillonita)
Composición química:
(-) % (+) %
SiO2 4 55
Al2O3 16 20
Fe2O3 1 4
FeO 0 2
TiO2 0.11 0.58
CaO 0.33 4.19
MgO 2.15 4.12
Na2O 0.14 2.65
K2O 0.16 1.55
MnO 0 0.04
SO3 0 0.18
H2O- 11.73 15.77
H2O+ 4.5 7.7

Descripción: Mineral de formación hidrotermal, con restos de tobas volcánicas,
comúnmente denominada como una arcilla coloidal. Para uso industrial y
farmacéutico.

Propiedades: Decolora y purifica el petróleo, filtración de aceites, fabricación de
jabones, perforación de pozos, fundición industrial, sellador de suelos, mascarillas
faciales, tierra física eléctrica, etc.

• No tóxica
• En caso de contacto con los ojos solamente enjuague con agua
• Su contacto con la piel no produce efectos negativos
• No contiene propiedades volátiles
• Su ingestión no causa ningún efecto secundario ni daña la salud
• No contamina el medio ambiente ni el agua
• Se recomienda el uso de mascarilla ya que su presentación es en polvo
fino, a 325 mesh
• Por ser micro porosa, es susceptible a la humedad del medio ambiente,
por lo tanto debe guardarse en un lugar seco
• Recurso natural no renovable
MICH,